Способ электроэрозионного легирования и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к электрофизическим методам обработки токопроводящих материалов, и может быть использовано в станках для злектроэрозионного легирования дисковыми электродами-инструментами . Цель изобретения - повышение качества покрытия и увеличение коэффициента использования порошкового материала. Для этого устройство снабжено дополнительным электродом 5 из электротехнического графита, который установлен на системе подачи порошка, высоковольтным генератором 7 и низковольтным генератором 9. Положительные клеммы генераторов 7 и 9 связаны с графитовым электродом 5, а отрицательные клеммы подсоединены к катодудетали 2. Порошок дисперсностью от 50 до 400 мкм наносят на медный электрод-инструмент при помощи электроэрозионного легирования . Режим легирования выбирают из условия обеспечения диаметра клейки, припекания зерен порошка к электроду-инструменту от 5 до 10 мкм. 2 с.п.ф-лы, 1 табл., 1 ил. ел с

СО!ОЗ СО !"..ТСКИХ

С01.!ÈËË ".< 1 с !Е СКИХ

Г ССПУЬЛИК (я)5 В 23 Н 9/00

ГОСУЛАРС1 П Г !!! . И КО!сс!ИТГ. T

ПО ИЗОГ)РГ1 Г.! l!"Ä,М И ОТКР!з!ТИЯМ

Г!РИ ГКНТ СССР! с (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СБИ!ДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4673652/08 (22) 04.04.89 (46) 15.01.92. Бюл. (Ф 2 (71) Бельцкий государственный педагогический институт им. Алеку Руссо (72) П.А. Тс пала и А.Н. Йимитров (53) 621.9.048.3 (088,8) (56) Ивторсvое свидетельство СССР

М 463531, кл. В 23 Н 9/00, 1972, (54) СПОСО Ь ЭЛ Е КТРОЭ РОЗ ИОН НОГО

ЛЕГИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к злектрофизическим методам обработки токопроводящих материалов, и может быть использовано в станках для электрозрозионного легирования дисковыми электродами-инструментаИзобретение относится к машиностроению, в частности к электрофизическим методам обработки токопроводящих материалов, и может быть использовано в станках для электроэрозионного легирования дисковыми электродами-инструментами.

Цель изобретения — повышение качес-оа покрытия и уоелиение коэффициента использования порошкового материала.

На чертеже приведена схема электроэрозионного легирооания порошковыми материалами с их предварительным нанесением нэ вращающийся дисковый электрод-инструмент вне зоны обработки, Частицы порошксоого материала пр«пекают на псверхность электрода-инструмента (анода) маломощным низковольтным разрядом оо время сильноточного низко„„Я„(„„ 7О4971 А) ми. Цель изобретения — повышение качества покрытия и увеличение коэффициента использования порошкового материала. Для этого устройство снабжено дополнительным электродом 5 из электротехнического графита, который установлен на системе подачи порошка, высоковольтным генератором 7 и низковольтным генератором 9. Положительные клеммы генераторов 7 и 9 связаны с графитовым электродом 5, а отрицательнйе клеммы подсоединены к катодудетали 2. Порошок дисперсностью от 50 до

400 мкм наносят на медный электрод-инструмент при помощи электроэрозионного легирования. Режим легирования выбирают из условия обеспечения диаметра клейки, припекания зерен порошка к электроду-инструменту от 5 до 10 мкм. 2 с.п.ф-лы, 1 табл„

1 ил. вольтного разряда на противоположной стороне дискового анода, таким образом, что шейка припекания составляет 5 — 10 мкм. Шейку выбирают в этом пределе, чтобы частица оторвалась от электрода в начале сильноточного разряда и успела бы перенестись на обрабатываемую поверхность. В ,=.,= ".эм способе отрыв частиц от электродаинструмента(анода) в начале сильноточного низковольтного разряда обусловлен тем, что развитие разряда происходит с поверхности самой частицы, а протекание тока порядка 0,2-1 кА в начальный момент времени протекания импульса тока вполне удовлетворяет это требование, исходя из выше названных размеров шейки припекс ния.

Важно отметить. что подж !г рабочего промежутка и маломощного припекающего импульса осуществляется высоковольтным

1704971 слзбото-Iным и.лпул .: .о 1 заодно. Это особенно r;"з.,жно для частиц с окисленной по«архность о и из полупроводниковых матери: лон, это к то,у а приводит к синхронизации процессов припакэния частиц порошкового ллатаризла Y. электроду-инструменту 1 и их перснсс r. поверхности электрода-инструмента 1 на обрабатываемую поверхность катода-дс гали 2.

В ус ройстне дл элактроискроного нанесения покрытий иэ порошковых материалов содаржэ1ся электрод-инструмент 1 B виде диска, выполненного из меди марки

M-3 (что обеспечинэст эрозионную стойкость инструмента), обрабатываемая деталь

2, штуцер 3 (подающей сисгемы), выполненный о оиде капилляра из диэлектрического

1лзтсриэлз, диаметр которого пранышает диаметр частиц порошкового материала 4 в

1,1-1,2 раза (это обеспечивает свободное стекание частиц порошкового материала 4 и устраняет такое явление, как сводообраэонанис). В нижней части штуцера 3 с одной . из сторон расположен дополнительный электрод 5 иэ электротехнического графита марки МПГ-6 (для избежания прилипэ частиц порошкового материала 4 к нему), установленный с зазором б. Дополн1пельный электрод 5 подсоединен к положительному полюсу генератора 7 высоковольтных слаботочных импульсов(поджигающих) и через столб защитных диодов 8 к положительному полюсу маломощного генератора 9 импульсов тока. Дисковый weктрод-инструмент 1 подсоединен к положительному полюсу генератора 10 сильноточных импульсов тока.

Отрицательные полюса генераторов 7,9 и 10 подсоединены к катоду-детали 2. Для поддержания размера электрода-инструмента к нему подводят карандаш 11. при помощи которого с поверхности электрода-инструмента 2 удаляются остатки от перенесенных частиц.

Устройство работает следующим образом.

В зазор 6 между электродом-инструментом 1 и дополнительным электродом 5 подаются истицы порошкового материала

4. Сообщается вращательное движение электроду-инструменту 1. Включается генератор 7 высоковольтных слзботочных им. -пульсов (поджигающих) и одновременно с ним включается генератор 9 мэломощных импульсов тока. Высоковольтным слзботочным импульсом (поджигающим) пробивается цепочка: дополнительный электрод 5— частица порошкового материала, чзстица порошкоього материала 4 — электрод-инструмент 1 и электрод-инструмент 1 — ка годдеталь 2. В это лке врслгя наступает импульс

50 ния ЭФИ-46А, техническое описание

АИИ3.299.012.ТО. Опытный завод ИПФ АН

МССР, 1974).

Сплошность и толщину покрытий определяют на микрошлифах. Коэффициент ис55 пользования порошкового материала определяют путам взвешивания образцов до и после обработки за единицу времени, после чего делят полученный привес на величину расхода порошкооог0 материала 113 дозирующсго устройства.

45 токcl с Mаломощiiого ганнсрзтоэз 9, который принсдит к оплзвланию частицы в месте контакта с электродом-инструментом 1, а зто приводит v, припекзнию частицы к последнему с образованием шейки 12 припакания, При дальнейшем вращении электрода-инструмента 1 и попадания припеченной частицы в межэлсктродный "-азор, образованный л ежду припачанной частицай порошкового материала к электроду-инструменту 1 и катодом-деталью 2, включается генератор 10 сильноточных импульсов тока.

Наступление сильното нного импульса тока приводит к оплавлению шейки припекания и отрыву частицы от электрода-инструмента 1 с дальнейшим ее оплавлением и переносом на обрабатываемую поверхность катода-детали 2. Рабочий электродинстру лент 1 но время процесса совершает вращательное и поступательное движение.

Подающее устройство, снабженное штуцером 3, перемещается синхронно с электродинструментом 1. Устройство позволяет равномерно покрыоать плоские, цилиндрические и сложнопрофильныа наружные поверхности.

На обрабатываемую поверхность плоских и круглых образцов из стали 45 наносили покрытия иэ бронзы Бр0-10, никеля и сплава СНГН. Для формирования высоковольтного слаботочного и низковольтного сильноточного импульсов тока использовали установку "Разряд", в которой нмонтиронаны генератор сильноточных и высоковольтных слаботочных импульсов.

Эти генераторы подключены параллельно к одной паре клемм, а для достижения поставленной цели отсоединяют положительный полюс высоковольтного генератора слаботочных импульсов и соединяют его по схеме, как показано на чертеже. Напряжение разряда 80 В, рабочая емкость 600 мкФ.

Для формирования низковольтных MBломощных импульсоо используют установку ЭФИ-46, у которой рабочая емкость снижена до 20 л кФ, а зарядку проводят до

2С- "-" В при помощи антотрансформатора (установка для электроискроного легирова1704971 кк р и меч вы и е 8 покрытивк. полученные согласно прелтоменныи тс*нмческиы ремтеннвы. поры и гречкины отсутствуют, При прлучемиипаннык покрыпттт были использованы Знергмм ° ыалонощнык припскаюотнк и сильноточнык низковольтнык мыпумьсаксоотвютственно0,01= м2дм а величина мегкзлектроднзго проневутка ыемзту припеченнои к дисковому злектроаумнструыенту и орраратываеызкт поверкностью детали составлкло О,1 -0.2 ыы.

Из таблицы видно, что покрытие, нанесенное предложенным способом и на предложенном устройстве, обладает сплошностью 98-100 f>, равномерностью по толщине 1,1 — 1,2, отсутствием окислов.

Сплоыность же покрытия, полученного по способу-прототипу, как показали эксперименты. составляет 85-93;4, и в его составе наблюдаются окислы. Важно отметить, что в покрытиях. полученных по предложенным техническим решениям, практически отсутствуют дефекты (поры, трещины и др,), тогда как в покрытиях, полученных по прототипу, они составляют 1 — 7 мм. Толщина полученных покрытий 350-700 мкм (по прототипу 200-250 мкм). Коэффициент использования порошкового материала составляет 95-98, тогда как при работе по образу прототипа всего лишь 2 .

Формула изобретения

1. Способ злектроэрозион ного легирования деталей порошковым материалом при помощи вращающегося дискового электрода-инструмента, при котором порошок непрерывно наносят на электрод-инструмент вне зоны обработки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества покрытия и увеличения коэффициента использования порошкового материала, порошок дисперсностью от 50 до 400 мкм наносят на медный электрод-инстру5 мент при помощи электроэрозионного легирования, режим которого выбирают предварительно иэ условия обеспечения диаметра шейки припекания зерен порошка к электроду-инструменту от 5 до 10 мкм.

10 2.Устройство для электроэрозионного легирования деталей порошковым материалом, содержащее электрододержатель для дискового электрода-инструмента с приводом его вращения, источник питания, пред15 назначенный для подключения к детали и электроду-инструменту, и систему подачи порошка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества покрытия и увеличения коэффициента использования по20 рошкового материала, оно снабжено дополнительным графитовым электродом, установленным на системе подачи порошка, а также высоковольтным и низковольтным игточниками тока, положительные клеммы

25 которых связаны с графитовым электродом, а отрицательные клеммы предназначены для подключения к детали.

1704971

Составитель В. Стефанов

Редактор M. Бокарева Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 152 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комй1нат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101